3.3 Введение

3.3.1 Во введении должны быть кратко охарактеризованы:

– народнохозяйственная потребность в двигателях такого типа, каким является спроектированный двигатель;

– тенденция в развитии техники и отраслей производства, использующих двигатели подобного типа;

– технический уровень современного двигателестроения подобного типа;

– тенденция развития рассматриваемого класса двигателей, новизна идей, заложенных в проектируемую модель;

– практическая и теоретическая ценность вопросов, разработанных в специальной части.

3.3.2 Целесообразность разработки и выпуска спроектированного двигателя устанавливается студентом на основании анализа перспективных планов соответствующей отрасли машиностроения, соответствующего типажа двигателей и машин, для которых двигатель предназначен. Обязательно составляется карта технического уровня для сравнения проектируемого (модернизируемого) двигателя с лучшими зарубежными и отечественными двигателями аналогичного типа, размерности и назначения. Во введении дается обоснование выбора схемы, компоновки и основных технических характеристик проектируемого двигателя на основе анализа технико-экономических характеристик отечественных и зарубежных аналогов, учета специфических требований, предъявляемых эксплуатирующими организациями.

3.3.3 Если основные показатели проектируемого двигателя уступают наиболее прогрессивным образцам, необходимо обосновать причины такого снижения уровня показателей.

3.3.4 Во введении должны быть обоснованы такие особенности проектируемого двигателя, как способ смесеобразования и тип камеры сгорания, схемы наддува (для двигателей с наддувом), сорта применяемых топлив и масел, число и расположение цилиндров.

3.3.5 В подразделе «Описание конструкции» необходимо кратко охарактеризовать конструктивные особенности проектируемого двигателя – число и расположение цилиндров, размерность, степень сжатия и форму камеры сгорания, описать конструкцию корпусных деталей, кривошипно-шатунного механизма, механизма газораспределения, систем питания, воздухоснабжения, смазки, пуска, электрооборудования, автоматизации, наддува, должны быть указаны рекомендуемое топливо, масло, охлаждающая жидкость.

3.4 Тепловой расчет двигателя

3.4.1 Тепловой расчет двигателя предусматривает определение ряда характерных параметров рабочего процесса проектируемого двигателя при его работе на номинальном режиме (а в ряде случаев – на нескольких характерных режимах), экономичности двигателя в целом, среднего индикаторного давления и по заданной мощности размеров цилиндра и числа цилиндров. В результате теплового расчета строятся расчетная индикаторная диаграмма, используемая для определения переменных нагрузок на детали кривошипного механизма и крутящего момента, передаваемого потребителю.

3.4.2 Расчет рабочего процесса начинается с выбора ряда исходных параметров: давления и температуры воздуха на впуске Р_к и Т_к (при «свободном» впуске – Р_о и Т_о), степени сжатия ε, коэффициента избытка воздуха α, давления остаточных газов Р_ост, степени повышения давления λ при сгорании или давления вспышки (максимального давления цикла) P_z, коэффициента выделения тепла при сгорании ξ_z и др.

3.4.3 Каждый из выбираемых параметров должен быть достаточно убедительно обоснован материалами испытаний аналогичных двигателей, материалами заводских испытаний прототипа, данными вспомогательных расчетов. Обоснование должно быть конкретным и подтверждено соответствующими ссылками на публикации, графиками и таблицами. Такое же подтверждение конкретными опытными или расчетными данными должно иметь место и при выборе исходных параметров в других расчетах проекта (расчеты кинематики и динамики КШМ, механизма газораспределения, специальное задание и др.).

3.4.4 В случае проектирования двигателя с наддувом расчету рабочего процесса должен предшествовать предварительный расчет основных параметров системы наддува, позволяющий провести расчет рабочего процесса в 2–3 вариантах. В тех случаях, когда разработка системы наддува включается в специальное задание, расчет рабочего процесса должен быть по ряду параметров (P_к, T_к, P_ост, η, T_r) тщательно согласован с расчетом наддувочного агрегата.

3.4.5 После определения основных параметров цилиндра двигателя проводится проверка теплового расчета по полученной эффективной мощности. Допускается отклонение расчетной эффективной мощности от величины, указанной в техническом задании, не более чем на ±5 %.

3.4.6 Завершающими этапами расчета рабочего процесса (теплового расчета) являются расчеты теплового баланса и характеристики ДВС. В тепловом балансе должны быть получены исходные данные для последующих расчетов систем охлаждения и смазки, для оценки теплонапряженности двигателя в целом. Количество тепла, эквивалентного эффективной мощности и уносимого с выхлопными газами, определяется по данным теплового расчета (N_e, Т_о, Т_г), остальные составляющие баланса определяются по рекомендациям учебников и другой литературы (результаты испытаний, инструкции по устройству и эксплуатация), имеющей соответствующие сведения по двигателям, аналогичным проектируемому по степени форсировки, условиям работы, конструктивным особенностям.

3.4.7 Расчет характеристик и их графическое представление должны быть выполнены с учетом назначения двигателя (внешняя, винтовая, генераторная и т.д.) на основании не только общих рекомендаций, имеющихся в учебной литературе, но и обязательного анализа реальных характеристик двигателей-аналогов, опубликованных в технических паспортах, инструкциях по эксплуатации, рекламных проспектах и др. документах.